[发明专利]一种石膏生产纳米碳酸钙的设备与工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳酸钙的生产设备与工艺，尤其是涉及一种石膏生产纳米碳酸钙的设备与工艺。

背景技术

纳米碳酸钙又称为超细化碳酸钙，其粒度介于0.01－0.1μm之间，其应用最成熟的行业是塑料工业，主要用于高档塑料制品，可以改善塑料母料的流动性，提高其成型性。纳米碳酸钙用作塑料填料具有很好的增韧补强的作用，提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量、热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋予塑料滞热性。纳米碳酸钙用于油墨填料，具有稳定性好，光泽度高，不影响印刷油墨的干燥性能、适应性能等优点。

纳米级碳酸钙的生产方法很多，大体上可分为湿法与干法两类。

中国发明专利申请200710157482.1公开了一种纳米碳酸钙的制备方法，是在水中加入原料生石灰或氢氧化钙，配制成8－12%的悬浮液，在搅拌的状态下通入二氧化碳，调节溶液的pH，最后通过X型纳米对撞机制备20－80纳米的碳酸钙。

中国发明专利申请201110390578.9公开了一种纳米碳酸钙的制备方法，其提供的是一种在高压二氧化碳和离子液体参与下，在无水条件下进行碳化反应的纳米碳酸钙的制备方法。

但上述两种制备过程都过于复杂，重复性较差，不适宜工业化生产。

中国实用新型专利200320111078.8公开了一种纳米碳酸钙反应器，其由电机、壳体、搅拌轴、2－5级高速旋转的转子和定子组合体、CO₂混合喷嘴和冷却器组成，利用该反应器实现多级乳化，连续生产，引入特殊制造的CO₂混合气体压力喷嘴，在入口管对反应液进行雾化，该反应在一定程度上可以实现制备纳米碳酸钙的功能，但是整个设备、整个过程控制变量太多，工艺参数不好控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，操作方便的石膏生产纳米碳酸钙的设备与工艺，制得之纳米碳酸钙，纯度高，杂质含量少。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明之石膏生产纳米碳酸钙的设备，包括溶解室、盛液室、反应室，所述溶解室顶部设有石膏粉下料口，溶解室内部安装有搅拌器；所述盛液室位于溶解室的正下方，溶解室与盛液室之间通过滤网隔开，所述盛液室的底部通过安装有高压泵的管道与高压喷嘴相连，所述高压喷嘴设于反应室内的上部；所述反应室内的下部设有正对高压喷嘴的气体喷嘴，所述气体喷嘴通过管道依次与纳米铁粉下料斗、高压气体泵相连；所述高压气体泵与二氧化碳供应装置相连；所述反应室底部设有出料口；所述反应室外设有强化电磁场发生器。

进一步，所述滤网的目数为3000-6000目（优选4000-5000目）。

本发明之石膏生产纳米碳酸钙的设备的工作过程，即本发明之石膏生产纳米碳酸钙的工艺，包括以下步骤：将石膏粉末从石膏粉下料口加入溶解室，启动搅拌器，同时通过石膏粉下料口向溶解室内加入15-40wt%的柠檬酸溶液或10—16wt%的盐酸溶液，部分石膏粉末溶解于溶解室中的柠檬酸溶液或盐酸溶液，未溶解的石膏粉末悬浮于溶液中，形成悬浮液，悬浮液经滤网过滤，滤液进入盛液室，启动与盛液室底部相连的高压泵，将盛液室中的滤液泵送至高压喷嘴，并通过高压喷嘴以0.2-10m/s（优选2-5m/s）的速度高速喷入反应室，同时，通过纳米铁粉下料斗加入纳米铁粉，并启动与二氧化碳供应装置相连的高压气体泵，纳米铁粉在高压气体泵的作用下连同二氧化碳气体通过气体喷嘴以0.5-15m/s（优选2-8m/s）的速度一同被吹入反应室，并与高压喷嘴喷出的滤液混合，二氧化碳气体溶于滤液中，生成碳酸，碳酸根离子与滤液中的钙离子发生反应，生成碳酸钙；同时打开反应室外部的强化电磁场发生器，反应室内产生频率为50-200Hz（优选90-140Hz）周期振动的电磁场，气体喷嘴喷出的铁粉在周期振动的电磁场的作用下高速运动，与生成的碳酸钙颗粒发生碰撞，以控制碳酸钙粒子的粒径；反应后的固体残渣及液体从反应室的底部出料口排出，排出的固体残渣，在定向电磁场作用下，分离出铁粉，余下的即为纳米碳酸钙。

采用本发明生产纳米碳酸钙，工艺简单，操作方便；制得之纳米碳酸钙，纯度高，无臭无味，具有钙含量高，杂质含量极少，粒径分布窄的特点，粒径可达到50－100 nm。

附图说明

图1是本发明石膏生产纳米碳酸钙的设备实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1